伽马射线对聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）化学结构和物理性质的影响

《Polymers》：Effect of Gamma Radiation on the Chemical Structure and Physical Properties of Poly(butylene terephthalate) (PBT)

　　

摘要

本研究探讨了剂量高达2000 kGy的伽马射线对聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）的化学结构和物理性能的影响。PBT是一种重要的工程聚合物，其韧性优于PET，可通过添加交联剂进行辐射交联以提高性能。文献中关于电离辐射对纯PBT影响的研究数据非常有限。实验过程中未观察到凝胶的形成，分子量的变化遵循已有的研究结果：在1000 kGy剂量之前分子量下降，这主要是由于链断裂；而在更高剂量下交联作用显著，分子量略有增加。本研究首次采用质子核磁共振（Proton NMR）技术分析了化学成分的变化，主要观察了末端丁基基团和芳香族羧基团的出现，这些变化源于酯键的断裂。热性能和机械性能的变化可以归因于非晶相中的链断裂以及晶粒边界处的交联作用。受辐射影响最大的热参数是结晶温度：在1000 kGy剂量之前，结晶温度随着链断裂增加而上升；而在更高剂量下，由于交联作用显著，结晶温度下降。断裂时的应力和应变随剂量增加而持续减小；当交联作用明显时，从1000 kGy剂量开始，断裂时的应变减小速率加快。